JPH0235087B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は地盤改良のための薬液注入用ロツド及
びこのロツドを使用して現場地盤の透水性を測定
する方法に係る。

殊に本発明は、下端に掘削刃を有する外管と、
その内部に間隙をもたせて配置された単管または
多重管としての内管との複合管より成つており、
内管の下端にはパツカー及び薬液吐出部を有する
先端装置が取り付けてあり、ボーリング時には先
端装置が外管内に引き込まれた状態で削孔水を下
端から噴出しながら回転せしめられ、薬液注入時
には内外管の間の間隙に圧力流体を送り、先端装
置を下方へ押し付けた状態にて外管を内管に対し
て相対的に引き上げ、先端装置が外管より露出し
たときに上記の圧力流体がパツカーを作動し、次
いで内管に薬液を導入し薬液吐出部から吐出させ
る型式の薬液注入用ロツドに係る。

本発明に於て薬液とは、いわゆるグラウト材を
意味するものであつて、例えば水ガラス、セメン
トミルク、ベントナイト溶液、セメントベントナ
イト溶液等を挙げることができ、これらは用途に
応じて選択的に使用されるものである。

上記型式の薬液注入用ロツドは同一出願人によ
る先願の特願昭57−114046に於て提案されてお
り、このロツドはそれ自体その所期の目的及び効
果を充分に達成するのものであるが、他方におい
て先端装置の構成が複雑であるために製造に稍手
間がかかり、従つて高価となる点で改良の余地が
ある。殊に薬液吐出部には削孔水と薬液との噴出
口を変換するためのピストン部材が設けてあり、
このピストン部材は送られてくる薬液によつて作
動せしめられるようになつているために、薬液の
圧力に敏感に反応するようになつていなければな
らずまたピストン部材を確実に作動させるために
は薬液の圧力もある程度高くしておく必要があ
る。

本発明の目的は上記の欠点を除去し、構造簡単
にして製作容易な、しかも作動確実な薬液注入用
ロツドを提供することである。この目的を達成す
る本発明によるロツドの特徴とするところは、前
記型式のロツドに於て、先端装置が、外管に対し
てシール部材を介して摺動可能に設けられしかも
上記の内管と一体的になされているピストン部材
と、このピストン部材の下部に一体的に設けられ
且つパツカー作用をもたらすためのゴムスリーブ
を嵌着してあるパツカー支持管と、上記ゴムスリ
ーブの裏面に通じていて先端装置が外管より露出
せしめられたときにのみ内外管の間隙に連通する
圧力流体通路と、上記のパツカー支持管の下部に
一体的に設けられ内管を通して送られてくる流体
の収容室を有し、周囲にはこの収容室に通じる多
数の吐出孔を有し、更にこの吐出孔を覆つて嵌着
されている複数の弾性リングを有しているストレ
ーナ管とを有している点にある。かくして本発明
によれば、先端装置の薬液吐出部として僅かに上
記のようなストレーナ管を有するのみであり、こ
のストレーナ管は単に液体の収容室と吐出孔と弾
性リングとを有する筒状部材であつて構造が極め
て簡単であり、従つて製作、組立も容易となり、
安価に製作することが可能となる。

本発明の特徴とするところは、上記ロツドを使
用し、上記先端装置を外管内に引き込んだ状態に
て内管に削孔水を送り込み吐出口より噴出させな
がらロツドを回転させて所定深まで削孔し、次い
で内外管の間隙に圧力流体を送り、先端装置を圧
下した状態にして外管を引き上げることにより先
端装置を突出させると共に、パツカー用ゴムスリ
ーブに圧力流体を供給してこれを膨張させ、これ
によつて先端装置周囲の削孔壁との間にパツカー
を働かせた上で、内管に清水を導入して吐出口よ
り噴出させ、送水量と送水圧力との経時変化を測
定することにある。

以下添附図面に従つて本発明を更に詳細に説明
する。

第１図及び第２図は本発明による薬液注入用ロ
ツドのボーリング直後の状態と、薬液注入時の状
態をそれぞれ概略的に示すものであつて、図中１
は薬液注入用ロツド、２はボーリングマシーン、
３はボーリングマシーンの一部を構成するロツド
昇降装置、４はロツド内へ圧力流体及び薬液を導
入するためのスイベルである。ボーリング時には
ロツド１の内管に送水し、ロツドの先端部より穿
孔水を吐出させ、それと共にロツドを回転させて
下端の掘削刃により土を削り、削り取つた土と穿
孔水とが入り混つた泥土乃至スライムを地上へ送
り出しながら所定深さまで掘り進めるものであ
る。所定の深まで達してボーリング作業が停止せ
しめられた後、第２図に示すようにパツカー５及
び薬液吐出部６から成る先端装置が露出せしめら
れるよう外管が内管に対して相対的に引き上げら
れ、先端装置が露出すると同時にパツカー５が膨
張せしめられ、次いでスイベル４を通して内管に
薬液が送り込まれ、薬液吐出部６から矢印に示す
ように地盤に向けて噴出される。一定の量の薬液
の注入が終るとパツカーが縮小せしめられ、次い
でロツド全体がステツプアツプされた後再度パツ
カーが膨張せしめられ、薬液注入が行なわれる。
かかる工程が必要な深さの注入領域に亘つて繰り
返えされ所定の注入を完了する。

第３及び４図は本発明による薬液注入用ロツド
１の一実施例を示しており、このロツドは下端に
掘削刃を有する外管７と、その内部に間隙をもた
せて配置された内管８単管または多重管との複合
管より成つている。内管８の下端には本発明によ
る先端装置６が取り付けてあり、この先端装置は
主としてピストン部材９と、パツカー支持管１０
と、圧力流体通路１１と、ストレーナ管１２とを
有している。図示の実施例によれば、ピストン部
材９は内管８の下端に一体的に取り付けられてお
り、上方及び下方のシールリング１３及び１４を
介して外管７内に摺動可能に配置されている。パ
ツカー支持管１０はピストン部材９の下部に一体
的に形成されており、その外周の縮径段部にはゴ
ムスリーブ１５が上下端部を固定リング１６及び
１７にて締め付けられて嵌着されている。ゴムス
リーブ１５の裏面の中央部には圧力流体通路１１
の下方の開口が対向しており、上方の開口はピス
トン部材９の上下のシールリング１３及び１４に
て挾まれた部分において外管１の内周面に対向し
ている。

ピストン部材９とパツカー支持管１０には通路
１８が形成されており、この通路は内管８とスト
レーナ管１２の内部とを連通している。ストレー
ナ管１２はパツカー支持管１０の下端にねじ結合
されており、その内部には上記通路１８に連通す
る流体収容室１９を有し、周囲には多数の吐出孔
２０が形成されている。この吐出孔は図示のよう
に上下及び周方向に間隔をおいて整列して設けて
あり、周方向の吐出孔はその外周側に形成された
縮径段部に嵌着されたゴム等により成る弾性リン
グ２１によつて覆われている。ストレーナ管１２
の下端には削孔時（第３図）にストレーナ管と外
管７との間の間隙２２をロツド下方の空間に連通
させる穿孔水噴出口２３が形成されている。

尚、第３図に示すように内管８の一部は嵌め合
わせ式に接合されており、外接管８ａは外管７と
共にスイベル４（第１及び２図）に結合され、内
接管８ｂは先端装置６に結合されている。従つ
て、外管７を引き上げて先端装置６を露出させる
ときは、外接管８ａは内接管８ｂに対して摺動す
るようになつている。尚、外接管８ａにはその外
周部に半径方向に延びて外管７の内面に接する舌
片８ｃが数個所に取り付けてあり、この舌片は外
接管８ａを中心位置に保持する作用を果す。

第５及び６図は上記の先端装置６に薬液を給送
するための内管８の２つの形態を示している。第
５図の内管は、いわゆるゲルタイムが比較的長い
（５分〜90分或いは１分〜３分）薬液に対して使
用されるものであつて、この場合には内管８は既
に適宜配合されている薬液（ゲルタイムが５分〜
90分の場合）をスイベル４を介してポンプ給送さ
れるか、或いは別途にポンプ給送された２液をＹ
管によつて合体混合させ（ゲルタイムが１分〜３
分の場合）、これをスイベル４を介して供給され
るかの何れかであり、従つて内管８は伸縮させる
ための個所（８ａ，８ｂ）を除けば単管として構
成されているとも云える。これに対し、第６図に
示されている内管８は、いわゆる瞬結性の薬液
（ゲルタイムが５秒〜90秒）をストレーナ管１２
より吐出させるように構成されている。この場合
図示のように内管８は伸縮部の上方に於て２重管
として構成されており、外側及び内側の２つの薬
液通路８ｄ，８ｅをもたらしている。これら通路
にはそれぞれ異種の薬液が別途にスイベル４を介
してポンプ給送され、両者は両薬液通路８ｄ，８
ｅの下端部において相互に合体され混合された上
ストレーナ管１２へ向けて圧送される。この場合
の２液は混合された後５秒〜90秒で固化が始まる
ものであるから、混合個所からストレーナ管１２
の吐出孔２０に至るまでの時間は当然５秒以下に
なるように関係各部の寸法及びポンプ圧が決定さ
れる。

本発明の上記の薬液注入用ロツドは以下のよう
に作動する。

まず、ボーリング時には第３図に示すように先
端装置６が外管７内に納められた状態にて、穿孔
水がロツド下端から噴出されると同時にロツドが
回転され更に押下される。穿孔水はスイベル４を
介して内管８内に圧送され通路１８を通つてスト
レーナ管１２の流体収容室１９に入る。この収容
室に充満した加圧穿孔水は、次いで吐出孔２０か
ら弾性リング２１を押し退けながらその縁部を通
つて噴出し、外管７との間の間隙２２に入り、次
いで噴出口２３を通つてロツド下方へ噴出する。
外管７の下端に取り付けた掘削刃（図示せず）に
よる掘削作業及び穿孔水による土搬出作業により
ボーリングが進められ、所定の深さまでロツドが
押し進められる。

ボーリング作業が終了後、そのままの状態か
ら、内管８と外管７との間の間隙に加圧空気、水
等の圧力流体がスイベル４を介して送り込まれ
る。この圧力流体はピストン部材９の上面に作用
してこれを下方に押し下げるように働く。このよ
うに先端装置を下方へ押し付けた状態で外管７が
内管８に対して相対的に引き上げられる。但し、
内管８の外接管８ａは外管７と共に上昇するよう
になつており、これによつて、外管７と内管８と
がスイベルに対する取付個所で相互に位置的にく
いちがうことがないようになされている。

外管７が第４図に示す位置に達したとき、即ち
外管７の内周面下端に設けた肩部７ａがピストン
部材９の下面に当接したとき、上方のシールリン
グ１３は外管内周面の下部に設けた環状凹所７ｂ
に対応する位置に至り、従つて外管内周面との接
触状態から外れ、外管と内管との間の圧力流体が
環状凹所７ｂを経由して圧力流体通路１１に流入
するのを許容し、かくして圧力流体はゴムスリー
ブ１５の裏面に至つてこれを膨張させる。ゴムス
リーブ１５が充分に膨張し穿孔壁との間で充分な
パツカー作用がもたらされた後、内管８に地盤改
良用の薬液が圧送され、穿孔水同様ストレーナ管
１２の流体収容室１９に至り、そこに充満した薬
液は弾性リング２１を押し退けて吐出孔２０から
噴射液となつて吐出せしめられ地盤中に注入され
る。

この個所での注入が完了した後、パツカー１５
から圧力流体の作用が除かれ、従つてその弾性作
用によつてパツカーは収縮する。次いでそのまま
ロツド１全体が１ステツプ上昇せしめられ、再度
パツカー１５が膨張せしめられた後、改良済帯域
に重層した状態に薬液の注入が行なわれ、かかる
工程が必要な高さ範囲に亘つて繰り返される。

尚、上記のパツカーは図示実施例では１個のみ
設けた場合が示されているが、必要に応じて上下
に複数個連接して設け、パツカー効果をより向上
させるようにすることが可能である。

また、本発明の上記の薬液注入用ロツドはパツ
カーを作用させることができるので、透水試験用
としても使用することができ、それによつて改良
前の地盤調査、改良後の効果確認が可能である。

調査乃至測定すべき地点の対象深さ別の地層の
土に対して、その土の保有する透水状況を調査す
る場合、従来、まず調査すべき地点にボーリング
削孔機或いは井戸掘り用に供する櫓付掘削機を据
え付け、ロータリー式削孔又は衝撃削孔装置を使
用して削孔し、泥水を削孔孔壁の崩壊防止に使用
しながら、所定対象深さまで掘削するか、或いは
泥水掘削が進行するに伴ない崩壊防止用ケーシン
グを掘削孔に建込み挿入しながら所定の深さまで
掘削する。孔壁の崩壊防止用の、且つ調査確認に
供するための井戸の役目をするケーシングは一般
的には直径が50mmから400mmのものが使用される。

所定深さまで泥水掘削しケーシングを建込み設
置した後、ケーシング内に充満している泥水と掘
削土砂（スライム）の混合物を、ケーシング内に
清水を充分に送液してケーシング内洗浄しながら
清水と置換し、完全に泥水及び掘削土砂をケーシ
ング外に排出した後、ケーシング内にポンプを挿
入してケーシング内に集まつてくる地下水を揚水
しながら対象土の透水性を測定するか、或いはケ
ーシング内に揚水ポンプが挿入できない場合に
は、ケーシング内に滞水した地下水をエアーリフ
トにより一時的にケーシング外に除去し、ケーシ
ング内に集つてくる地下水の経過時間変化から地
層の透水性を測定する方法、或いはケーシング内
に清水を注水し、注水によりケーシング内の水位
が一時的に高くなつた時点から平常水位までケー
シング内水位が降下する時間変化から地層の透水
度合を測定し求める方法がある。

これら公知方法のいずれの場合も、地盤を掘削
し、ケーシングを設置して測定するまでにかなり
の時間を費すために、数多くの調査ポイントで沢
山の測定をすることは多大なる日数と費用をかけ
る事になる。従つて、一般的には広大な敷地、或
いは長区間の路線を対象として調査しなければな
らない場合には、500m²乃至1000m²当り１ケ所の
割合で、或いは路線長100ｍ乃至200ｍに対して１
ケ所の割合でしか透水性の測定調査の実施ができ
なかつた。つまり、従来の透水性調査方法におい
ては、準備作業のために多くの日数乃至長時間を
費やし、必然的に膨大な費用を要した。

本発明方法は上記のように、ボーリングしパツ
カーを作用させた後、内管に清水が送られ
（0.001／min〜20／min）、送水時の水量と送
水圧力と時間変化から対象土の透水性を算出する
ものである。所定深の透水度合の測定調査完了
後、パツカーに作用する流体圧（空気又は液圧）
を除去することによりパツカースリーブ１５は収
縮し原形に復帰する。パツカースリーブの収縮と
同時に外管３を降下させれば先端装置６は自動的
に外管３内に格納される。格納後ロツドを回転さ
せれば容易に再削孔ができる。これらの作業はパ
ツカー内の空気圧又は液圧を抜くことで作業が自
動的に且つ継続的に行なわれるので、時間的ロス
は全くなく、従つて短時間内に多くの透水性確認
試験を実施でき、また広範囲の地域の調査が可能
であるため、土の特性を充分且つ容易に収集する
ことができる。また、本発明方法によれば、従来
工法のようにケーシングを使用しなくてもよく、
また削孔用泥水の使用も全く必要ない。試験のた
めの先端装置は予じめ径45mm〜50mmの外管３内に
内蔵され組み込まれており、所定深の土層迄は通
常のボーリングマシンを使用して清水だけのロー
タリーボーリングで削孔することができる。従つ
て、所定深迄の削孔は極めて早く、数分又は数十
分の単位で行い得る。泥水は全く使用しないため
に、削孔後の泥水洗浄は必要ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薬液注入用ロツドのボー
リング直後の状態を示す概略図、第２図は薬液注
入時の状態を示す概略図、第３図は本発明による
薬液注入用ロツドの一実施例の下端部付近の細部
をボーリング時の状態にて示す縦断面図、第４図
は第３図のロツドを薬液注入時の状態にて示す一
部断面正面図、第５図は伸縮可能に構成された内
管を示す縦断面図、第６図は伸縮可能に構成され
しかも２種の薬液を途中まで別送できるように２
重管として構成された内管を示す縦断面図であ
る。 １……ロツド、６……先端装置、７……外管、
８……内管、９……ピストン部材、１０……パツ
カー支持管、１１……圧力流体通路、１２……ス
トレーナ管、１３，１４……シール部材、１５…
…ゴムスリーブ（パツカー）、１９……流体の収
容室、２０……吐出孔、２１……弾性リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下端に掘削刃を有する外管と、その内部に間
   隙をもたせて配置された単管または多重管として
   の内管との複合管より成つており、内管の下端に
   はパツカー及び薬液吐出部を有する先端装置が取
   り付けてあり、ボーリング時には先端装置が外管
   内に引き込まれた状態で削孔水を下端から噴出し
   ながら回転せしめられ、薬液注入時には内外管の
   間の間隙に圧力流体を送り、先端装置を下方へ押
   し付けた状態にて外管を内管に対して相対的に引
   き上げ、先端装置が外管より露出したときに上記
   の圧力流体がパツカーを作動し、次いで内管に薬
   液を導入し薬液吐出部から吐出させる型式の薬液
   注入用ロツドに於て、上記の先端装置が、外管に
   対してシール部材を介して摺動可能に設けられし
   かも上記の内管と一体的になされているピストン
   部材と、このピストン部材の下部に一体的に設け
   られ且つパツカー作用をもたらすためのゴムスリ
   ーブを嵌着してあるパツカー支持管と、上記ゴム
   スリーブの裏面に通じていて先端装置が外管より
   露出せしめられたときにのみ内外管の間隙に連通
   する圧力流体通路と、上記のパツカー支持管の下
   部に一体的に設けられ内管を通して送られてくる
   流体の収容室を有し、周囲にはこの収容室に通じ
   る多数の吐出孔を有し、更にこの吐出孔を覆つて
   嵌着されている複数の弾性リングを有しているス
   トレーナ管とを有していることを特徴とする地盤
   改良のための薬液注入用ロツド。 ２ 下端に掘削刃を有する外管と、その内部に間
   隙をもたせて配置された単管または多重管として
   の内管との複合管より成つており、内管の下端に
   はパツカー及び薬液吐出部を有する先端装置が取
   り付けてあり、ボーリング時には先端装置が外管
   内に引き込まれた状態で削孔水を下端から噴出し
   ながら回転せしめられ、薬液注入時には内外管の
   間の間隙に圧力流体を送り、先端装置を下方へ押
   し付けた状態にて外管を内管に対して相対的に引
   き上げ、先端装置が外管より露出したときに上記
   の圧力流体がパツカーを作動し、次いで内管に薬
   液を導入し薬液吐出部から吐出させる型式の薬液
   注入用ロツドであつて、上記の先端装置が、外管
   に対してシール部材を介して摺動可能に設けられ
   しかも上記の内管と一体的になされているピスト
   ン部材と、このピストン部材の下部に一体的に設
   けられ且つパツカー作用をもたらすためのゴムス
   リーブを嵌着してあるパツカー支持管と、上記ゴ
   ムスリーブの裏面に通じていて先端装置が外管よ
   り露出せしめられたときにのみ内外管の間隙に連
   通する圧力流体通路と、上記のパツカー支持管の
   下部に一体的に設けられ内管を通して送られてく
   る流体の収容室を有し、周囲にはこの収容室に通
   じる多数の吐出孔を有し、更にこの吐出孔を覆つ
   て嵌着されている複数の弾性リングを有している
   ストレーナ管とを有している薬液注入用ロツドを
   使用し、上記先端装置を外管内に引き込んだ状態
   にて内管に削孔水を送り込み吐出口より噴出させ
   ながらロツドを回転させて所定深まで削孔し、次
   いで内外管の間隙に圧力流体を送り、先端装置を
   圧下した状態にして外管を引き上げることにより
   先端装置を突出させると共に、パツカー用ゴムス
   リーブに圧力流体を供給してこれを膨張させ、こ
   れによつて先端装置周囲の削孔壁との間にパツカ
   を働らかせた上で、内管に清水を導入して吐出口
   より噴出させ、送水量と送水圧力との経時変化を
   測定して現場地盤の透水性を測定する方法。